• 제목/요약/키워드: inherent anisotropy

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응력유도 및 고유 이방성에 따른 전단파 속도 특성 (Characteristics of Shear Wave Velocity as Stress-Induced and Inherent Anisoptopies)

  • 이창호;이종섭;조태현;이정학;김상호
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.137-146
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    • 2006
  • Shear wave velocity of uncemented soil can be expressed as the function of effective stresses when capillary phenomenons are negligible. However, the terms of effective stresses are divided to the direction of wave propagation and polarization because stress states are generally anisotropy. The shear wave velocities are affected by parameters and exponents that are experimentally determined. The exponents are controlled contact effects of particulate materials(sizes, shapes, and structures of particles) and the parameters are changed contact behaviors between particles, material properties of particles, and type of packing(i.e., void ratio and coordination number). In this study, consolidation tests are performed by using clay, mica and sand specimens. Shear wave velocities are measured during consolidation tests to investigate the stress-induced and inherent anisotropies through bender elements. Results show the shear wave velocities depends on the stress-induced anisotropy for round particles. Furthermore the shear wave velocity is dependent on particle alignment under the constant effective stress. This study suggests that the shear wave velocity and the shear modulus should be carefully calculated and used for the design and construction of geotechnical structures.

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대구지역 셰일 압축강도의 고유이방성에 관한 연구 (Inherent Strength Anisotropy of the Shale in Daegu Region)

  • 이영휘;김희동
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제9권7호
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    • pp.45-51
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    • 2008
  • 강도이방성 암석의 파괴규준에 관한 연구를 위해 대구지역에 널리 분포되어 있는 beddding-plane을 지닌 즉, 고유 이방성 암석인 셰일(shale)을 대상으로 삼축압축시험을 수행하였다. 시험과정에 있어 구속압력은 5, 10, 20, 30, 40MPa으로 단계적으로 증가시켜 시험을 수행하였으며, 시료의 파괴를 위한 전단속도는 대상시료가 5~15분안에 파괴가 일어나도록, 0.1%/min을 적용하였다. beddding-plane을 포함한 고유 이방성 암석에 대한 시험결과는 최대주응력축과 beddding-plane사이의 각도에 따라 전형적인 shoulder-type으로 나타났으며, 구속압력이 증가할수록 이방성 효과가 줄어드는 경향을 나타내었다. 불연속면의 각도에 따른 암석의 강도 변화는 무결암 상태와 유사한 조건인 ${\beta}=0^{\circ}$$90^{\circ}$에서 최대의 압축강도를 보였고, 최소의 강도를 갖는 ${\beta}$ 값은 대략 $30^{\circ}$ 정도로 나타났다. 또한 Hoek & Brown 파괴규준은 암석의 강도이방성을 나타내는데 모든 ${\beta}$ 값의 범위에서 실측치와 잘 부합되는 결과를 주었으나 Jaeger의 파괴규준은 ${\beta}=15^{\circ}{\sim}45^{\circ}$ 범위에서만 실측치에 접근하는 경향을 보였다.

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응력유도 및 고유 이방성에 따른 전단파 속도 특성 (Characteristics of Shear Wave Velocity as Stress-induced and Inherent Anisotropies)

  • 이창호;윤형구;쭝훙꿍;조태현;이종섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권11호
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    • pp.47-54
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    • 2006
  • 비고결화된 흙의 전단파 속도는 모세관 현상을 무시할 수 있는 경우 유효응력의 함수로 표현할 수 있다. 그러나 지반에서의 응력상태는 등방성인 경우보다는 이방성인 경우가 대부분이므로 이러한 유효응력은 파가 전파되는 방향과 입자가 움직이는 방향의 두 가지로 나눠진다. 또한, 전단파 속도는 입자 특성에 따라 실험적으로 결정되는 ${\alpha}$계수와 ${\beta}$지수에 영향을 받는데 ${\beta}$지수의 경우 입상 매질(particulate material)의 접촉 특성(입자크기, 입자모양, 입자들의 구조)에 따라 결정되며, ${\alpha}$계수는 패킹(packing)의 형태(즉, 간극률과 coordination number), 입자를 만드는 재료의 특성, 입자간의 접촉 거동, 구조의 변화에 따라서 변화한다. 본 연구에서는 입자구조의 특성이 다른 점토, 모래, mica등의 재료로 압밀시험을 실시하고 벤더 엘리먼트를 통하여 유효응력 방향과 입자 이방성에 따른 전단파 속도를 측정하였다. 연구 결과, 둥근 입자로써 입자자체가 등방성인 경우에는 응력이방성에 의하여 전단파 속도의 크기가 달라지는 것으로 나타났다. 또한 전단파 속도는 동일한 응력 하에서 입자 배열에 의존하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 지반구조물의 설계와 시공 시 전단파 속도와 전단탄성계수는 매우 신중하게 계산되고 사용되어져야 함을 제시하고 있다.

Rock failure assessment based on crack density and anisotropy index variations during triaxial loading tests

  • Panaghi, Kamran;Golshani, Aliakbar;Takemura, Takato
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제9권6호
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    • pp.793-813
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    • 2015
  • Characterization of discontinuous media is an endeavor that poses great challenge to engineers in practice. Since the inherent defects in cracked domains can substantially influence material resistance and govern its behavior, a lot of work is dedicated to efficiently model such effects. In order to overcome difficulties of material instability problems, one needs to comprehensively represent the geometry of cracks along with their impact on the mechanical properties of the intact material. In the present study, stress-strain results from laboratory experiments on Inada granite was used to derive crack tensor as a tool for the evaluation of fractured domain stability. It was found that the formulations proposed earlier could satisfactorily be employed to attain crack tensor via the invariants of which judgment on cracks population and induced anisotropy is possible. The earlier criteria based on crack tensor analyses were reviewed and compared to the results of the current study. It is concluded that the geometrical parameters calculated using mechanical properties could confidently be used to judge the anisotropy as well as strength of the cracked domain.

압밀조건이 지반재료의 공학적 성질에 미치는 영향 (Effects of Consolidation Mode on Engineering Properties of Geomaterials)

  • 김대규
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.39-41
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    • 2004
  • The engineering properties of the geomaterial, an essential material in construction engineering, are significantly influenced by consolidation mode, which is called inherent anisotropy. Speically cohesive soils feature the anisotropy mainly due to their flate-like minerals and chemical interactions. In this research, an experimental study was conducted for the investigation of the anisoropy. Three isotropic and four anisotropic consolidated-undrained triaxial compression tests were performed for the cohesive specimens with various stress ratios of consolidation. The effects of the consolidation mode for cohesive soils were presented and investigated in stress-strain behavior, pore water pressure, and undrained shear strength of the test results.

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공간자료의 기하학적 비등방성 연구 (On the Geometric Anisotropy Inherent In Spatial Data)

  • 고혜지;박만식
    • 응용통계연구
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    • 제27권5호
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    • pp.755-771
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    • 2014
  • 등방성(isotropy)은 공분산 모형(covariance model)에 기반으로 공간 예측(spatial prediction)이라 불리우는 크리깅(kriging) 을 용이하게 수행하기 위한 주요 가정 중의 하나로 알려져있다. 공간 과정에서 등방성이 충족되지 않는 경우에는, 보다 신뢰성 예측을 생성하기 위해 비등방성 공분산 모형(covariance model)과 관련된 모수들(각도 및 비율)를 추정해야 한다. 본 논문에서는 여러 방향의 기하학적 비등방성 모형(geometrically anisotropic covariance models)의 가중 평균으로 표현되는 확장된 형태의 기하학적 비등방성(geometrically extended anisotropic) 공분산모형을 제안한다. 연구에 관심이 되는 모수를 추정하기 위해 최대우도추정법(maximum likelihood estimation method)을 이용하였다. 제안한 모형의 성능을 평가하기 위해 등방성 공분산모형과 기하학적 비등방성 모형을 고려한 모의실험을 수행하였다. 또한 확장된 기하학적 비등방성 모형을 적용한 미세먼지 농도자료 분석을 실시하였다.

방향 시계열에 의한 회전체 동특성 규명: (I) 모델링 및 해석 (Directional ARMAX Model-Based Approach for Rotordynamics Identification, Part 1 : Modeling and Analysis)

  • 박종포;이종원
    • 소음진동
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    • 제8권6호
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    • pp.1103-1112
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    • 1998
  • A new time series method, directional ARMAX (dARMAX) model-based approach. is proposed for rotor dynamics identification. The dARMAX processes complex-valued signals, utilizing the complex modal testing theory which enables the separation of the backward and forward modes in the two-sided frequency domain and makes effective modal parameter identification possible, to account for the dynamic characteristics inherent in rotating machinery. This paper is divided into two parts : The dARMAX modeling, analysis. and fitting strategy are presented in the first part. whereas a evaluation of its performance characteristics based on both simulated and experimental data is presented in the second.

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전단파와 전자기파를 이용한 연약 지반의 실내 압밀 특성 평가 (Evaluation of Consolidation Properties in Soft Soils Using Elastic and Electromagnetic Waves)

  • 이창호;윤형구;김준한;이종섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권8호
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    • pp.25-34
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    • 2008
  • 연약 지반의 거동 특성 평가를 위하여 전단파 속도와 전기저항을 측정할 수 있는 새로운 압밀셀을 개발하였다. 전단파의 발진과 수신을 위한 벤더엘리먼트는 압밀셀의 상 하부판 및 벽면에 설치하였다. 국부적인 간극비 변화를 평가하기 위하여 이중 쐐기 형식의 전기저항 탐침을 적용하였다. 벤더 엘리먼트와 전기저항 탐침은 나일론 재질의 스크류 안에 고정하였다. 나일론 재질의 스크류는 압밀셀과의 임피던스 차이로 인하여 압밀셀을 통한 파의 직접적 전달을 최소화하며, 고장난 벤더 엘리먼트와 전기저항 탐침을 쉽게 교환하게 해준다. 전기저항-대수 시간 곡선의 기울기 및 전단파 속도의 변화로부터 일차 압밀 시간을 평가하였다. 교란 효과가 적을 경우, 입자 배열은 전단파 속도에 영향을 미치며 이로부터 흙의 고유 이방성을 평가할 수 있었다. 압밀 실험동안 침하량으로 산정한 간극비와 전기저항으로부터 계산된 간극비는 거의 유사한 것으로 나타났다. 본 연구는 전단퐈 속도와 전기저항이 일차 압밀, 고유 이방성, 간극비 등 연약 지반의 압밀 특성 파악을 위한 보완적인 정보를 제공해 줌을 보여준다.

Understanding Hydrogeologic Characteristics of a Well Field of Pyosun in Jeju Volcanic Island of Korea

  • Lee, Jin-Yong;Lee, Gyu-Sang;Song, Sung-Ho
    • 한국지구과학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.396-407
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    • 2008
  • Hydrogeologic properties of a well field around middle mountainous areas in Pyosun, Jeju volcanic island were examined based on water level monitoring, geologic logging and pumping test data. Due to the alternating basaltic layers with varying permeability in the subsurface, it is difficult to analyze the hydraulic responses to artificial pumping and/or natural precipitation. The least permeable layer, detrital materials with clay, is found at a depth of 200 m below surface, but it is not an upper confining bed for lower main aquifer. Nevertheless, this layer may serve as a natural barrier to vertical percolation and to contaminant migration. Water levels of the production wells are dominantly affected by pumping frequently, while those of the remote observation wells are controlled by ambient precipitation. Results of pumping tests revealed a possible existence of horizontal anisotropy of transmissivity. However, some results of this study include inherent limitations enforced by field conditions such as the consistent of groundwater production and the set of time periods for the cessation of the pumping prior to pumping tests.

방향 시계열에 의한 회전체 동특성 규명 : (II) 성능 평가 및 응용 (Directional ARMAX Model-Based Approach for Rotordynamics Identification, Part 2 : Performance Evaluations and Applications)

  • 박종포;이종원
    • 소음진동
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    • 제9권1호
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    • pp.60-69
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    • 1999
  • In the first paper of this research$^{(1)}$. a new time series method. directional ARMAX (dARMAX) model-based approach. was proposed for rotordynamics identification. The dARMAX processes complex-valued signals, utilizing the complex modal testing theory which enables the separation of the backward and forward modes in the two-sided frequency domain and makes effective modal parameter identification possible. to account for the dynamic characteristics inherent in rotating machinery. In this second part. an evaluation of its performance characteristics based on both simulated and experimental data is presented. Numerical simulations are carried out to show that the method. a complex time series method. successfully implements the complex modal testing in the time domain. and it is superior in nature to the conventional ARMAX and the frequency-domain methods in the estimation of the modal parameters for isotropic and weakly anisotropic rotor systems. Experiments are carried out to demonstrate the applicability and the effectiveness of the dARMAX model-based approach, following the proposed fitting strategy. for the rotordynamics identification.

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